Инженерная памятка · вентиляция образовательных помещений

Воздухообмен и накопление CO₂ в учебном классе

Анализ нормативов (СанПиН, СП, ГОСТ), расчёт необходимого притока наружного воздуха и модель накопления CO₂ с учётом проветривания зимой. Управление — на панели слева; она закреплена, поэтому можно прокручивать графики и на ходу менять параметры.

Анализ статей и нормативов: сколько воздуха нужно подавать в класс

Вывод со ссылками на конкретные пункты СП и СанПиН

Требования к воздуху в учебных помещениях заданы группой документов. Прямого числа «м³/ч на человека» школьные СанПиН не называют — они отсылают к гигиеническим нормативам и к системам вентиляции, а количественный минимум даёт СП по общественным зданиям и СанПиН 1.2.3685-21. При этом проанализированные статьи (АВОК №5/2008, журнал СОК №7/2024, обзор РВГ №4/2023) сходятся в главном: проектирование по минимальным удельным нормам (20 м³/ч на место или кратность 2 ч⁻¹) не обеспечивает нормальную концентрацию CO₂ — фактические замеры в школах дают 1000–2200 ppm. Сводка действующих требований:

Документ, пункт	Требование	Значение
СП 2.4.3648-20, п. 2.7.1	Параметры микроклимата и воздухообмена обеспечиваются по гигиеническим нормативам; ПДК не превышаются	отсыл к норм.
СП 2.4.3648-20, п. 2.7.2	Конструкция окон должна обеспечивать проветривание в любое время года	обязательно
СанПиН 1.2.3685-21, табл. 5.35	Нормируемый воздухообмен учебных помещений (приток наружного воздуха на 1 человека)	≥ 20 м³/ч
СП 118.13330.2022, прил. «В»	Минимальный расход наружного воздуха на 1 учащегося в учебных классах	16–20 м³/ч
СанПиН 2.4.2.2821-10, п. 6.8	Площадь фрамуг и форточек для проветривания в учебных помещениях	≥ 1/50 пола
СанПиН 2.4.2.2821-10, п. 6.5 + Табл. 2	Сквозное проветривание до/после уроков и в перемены; длительность — по наружной температуре	см. § 4
СанПиН 2.4.2.2821-10, п. 6.4	Относительная влажность 40–60 %, скорость движения воздуха	≤ 0,1 м/с
СанПиН 2.4.2.2821-10, п. 6.11	Отдельная система вытяжной вентиляции для учебных помещений	обязательно
ГОСТ 30494-2011, табл. 4	Классы воздуха по превышению CO₂ над наружным: 1 (высокое) ≤400, 2 (среднее) 400–600, 3 (допуст.) 600–1000, 4 (низкое) >1000 ppm	см. шкала
СП 60.13330.2020 / ГОСТ 30494-2011	Воздухообмен определять по расчёту на допустимую концентрацию CO₂ (1 класс качества для школ), а не только по удельным нормам	расчёт по CO₂

Расчётный приток по CO₂ для 1-го класса качества воздуха (журнал СОК №7/2024)

Расход наружного воздуха, обеспечивающий превышение CO₂ над наружным не более 400 ppm (1 класс, общеобразовательные организации). Выделение CO₂ — по Persily & de Jonge (2017), с учётом возраста, пола и активности 1,2 met (ученики) / 1,6 met (учителя).

Группа	Выделение CO₂, л/с	Приток, м³/ч на чел.
Ученики 1–4 классов (до 11–12 лет)	0,0030–0,0033	27–30
Ученики 5–11 классов (12–18 лет)	0,0040–0,0050	36–45
Учителя (21–30 лет)	0,0055–0,0071	50–64

Для сравнения (АВОК №5/2008): при выделении 18 л/ч и цели 1000 ppm требуется 25,7 м³/ч на человека; для цели 800 ppm при наружном 450 ppm — 51 м³/ч. Реальный проект (СОК №7/2024): кабинет на 25 мест, 63,9 м², h=3,6 м — запроектирован воздухообмен 520 м³/ч (≈20 м³/ч на место, n≈2,3 ч⁻¹).

Вывод. Нормативный минимум — ≥ 20 м³/ч на обучающегося (СанПиН 1.2.3685-21; СП 118.13330.2022) — удерживает CO₂ лишь около 1000–1150 ppm, на границе допустимого. Чтобы обеспечить требуемый для школ по ГОСТ 30494-2011 1-й класс качества воздуха (CO₂ ≤ наружный + 400, т.е. ≈ 800 ppm), фактически нужно 27–30 м³/ч для младших и 36–45 м³/ч для старших классов на одного ученика. Одно проветривание через фрамуги/форточки (п. 6.5, 6.8) зимой этого не обеспечивает (см. § 4) — требуется механическая приточно-вытяжная вентиляция.

Шкала качества воздуха по CO₂ (ГОСТ 30494-2011, город, наружный ≈ 400 ppm)

≤ 800 ppm
1 класс · высокое

800–1000
2 класс · среднее

1000–1400
3 класс · допустимое

> 1400 ppm
4 класс · низкое

Наружный воздух (ГОСТ 30494-2011, табл. 5): сельская местность 350, малый город 375, центр большого города 400 ppm. Физиологи (АВОК) рекомендуют держать верхний предел 800–1000 ppm.

Расчёт требуемого воздухообмена

Формула → результат в ячейке (по данным панели слева)

Величина	Формула	Ед.
Число людей в классе	N = Nу + Nп	чел.
Объём помещения	V = S · h	м³
Требуемый приток (по норме)	L = N · l	м³/ч
Кратность воздухообмена	n = L / V	1/ч
Суммарное выделение CO₂	M = Nу·qу + Nп·qп	м³/ч
Приток для целевого CO₂	Lц = M / ((Cц − Cн)·10⁻⁶)	м³/ч
То же на 1 человека	lц = Lц / N	м³/ч·чел

Приток по норме СанПиН

—

м³/ч · — 1/ч

Приток для CO₂ ≤ 1000

—

м³/ч · — на чел.

Выделение CO₂ классом

—

л/ч (от людей)

Установившаяся концентрация CO₂ по сценариям

До какого уровня накопится CO₂ при разном воздухообмене

C∞ = Cн + (M / L) · 10⁶ [ppm]

Сценарий воздухообмена	L, м³/ч	на 1 чел.	Установивш. CO₂	Качество

оптимально ≤800 хорошо допустимо ≤1400 духота

Установившаяся концентрация CO₂ при разной подаче наружного воздуха. Пунктир — порог 1000 ppm и предел «духоты» 1400 ppm.

Накопление CO₂ за учебный день с проветриванием зимой

Рост на уроках (окна закрыты) и сброс в перемены (сквозное проветривание)

Во время урока окна закрыты — работает только инфильтрация, CO₂ растёт. В перемену класс пустеет и проводится сквозное проветривание; его длительность зимой ограничена (СанПиН 2.4.2.2821-10, Табл. 2) и падает с понижением наружной температуры (переключается кнопками слева). Модель по сегментам решает уравнение баланса: C(t) = C∞ + (C₀ − C∞)·e^(−(L/V)·t).

Что показывают реальные замеры. В школьном исследовании (Зубова, 2018) CO₂ превышает норму уже после 6-го урока, а кратковременное проветривание «практически не уменьшает» концентрацию — рекомендовано проветривать после 3-го урока. Сравнение систем (СОК №7/2024): при естественной вентиляции с открываемыми окнами расход ≈ 10,8 м³/ч на человека и CO₂ ≈ 1500 ppm, при механической — 23,6–27,7 м³/ч и CO₂ ≈ 900 ppm.

Синяя линия — CO₂ в классе минута за минутой. Зелёные полосы — уроки, голубые засечки — проветривание в перемены. Оранжевый пунктир — 1000 ppm, красный — 1400 ppm.

Пик CO₂ за день

—

ppm

Среднее за день

—

ppm

Доля времени CO₂ > 1400

—

% дня

Закон убывающей отдачи: CO₂ от притока на человека

Непрерывная кривая C∞ = Cн + (q / l)·10⁶ — другой разрез той же зависимости

Диаграмма показывает связь напрямую: по горизонтали — приток наружного воздуха на одного человека, по вертикали — установившийся CO₂. Кривая гиперболическая: рост притока с 10 до 20 м³/ч резко снижает CO₂, а с 40 до 60 — почти не даёт эффекта. Фон — классы качества по ГОСТ 30494-2011; точки — нормативный минимум и расчётные значения для младших/старших классов. Пересчитывается по данным панели слева.

1 класс ≤800 2 класс 800–1000 3 класс 1000–1400 4 класс >1400

Гиперболическая зависимость установившегося CO₂ от удельного притока. Горизонтальные полосы — классы качества; вертикальные метки — характерные значения расхода.

📎

Документы проекта (источники)

Файлы в этой папке. Путь относительный — при переносе поправьте префикс ./

СанПиН 2.4.2.2821-10.pdf Табл. 2 (длительность проветривания), фрамуги ≥ 1/50 (п. 6.8), микроклимат (п. 6.4), вытяжная вентиляция (п. 6.11). СП SP_2.4.3648-20.pdf Пп. 2.7.1–2.7.2: воздухообмен по гигиеническим нормативам, проветривание в любое время года. Статья · СОК №7/2024 Воздухообмен_и_воздухораспределение_в_—_№7_2024,_журнал_СОК.pdf Расчётные расходы по CO₂ (27–64 м³/ч по группам), реальный проект кабинета 520 м³/ч, сравнение естеств./механич. вентиляции. Статья · АВОК №5/2008 К_вопросу_о_нормировании_воздухообмена_в_наружном_и_внутреннем_воздухе.pdf Методика расчёта притока по CO₂, категории EN 13779, значения 25,7 / 28 / 51 м³/ч, выделение 18–25 л/ч. Статья · Зубова, 2018 СОДЕРЖАНИЕ_УГЛЕКИСЛОГО_ГАЗА_В ШКОЛЬНОМ_И ЗДОРОВЬЕ_ШКОЛЬНИКОВ_Старт.pdf Школьные замеры CO₂ по дням и помещениям, таблица физиологических эффектов, вывод о недостаточности кратковременного проветривания. Справка · нормативы Содержание_углекислого_газа_в_помещении_основные_нормативы.pdf ГОСТ 30494-2011: табл. 4 (классы качества по CO₂) и табл. 5 (наружные концентрации 350 / 375 / 400 ppm). Обзор · РВГ №4/2023 2023-4-1344_ru.pdf Новикова и др. Обоснование: CO₂ в РФ не нормируется, режимные меры (проветривание) недостаточны при высокой наполняемости классов.

Как пользоваться и дорабатывать

Все ползунки и кнопки на панели слева; она закреплена — прокручивайте графики и меняйте параметры на ходу.
Файл автономный (один HTML, без внешних библиотек) — открывается двойным кликом, работает офлайн, поддерживает светлую и тёмную темы.
Модель — однозонный баланс идеального перемешивания; для проектной документации уточняйте выделение CO₂ по возрасту/активности и реальную инфильтрацию окон.

О мебели. Мебель и отделка выделяют не CO₂, а летучие органические соединения (ЛОС: лаки, пластик) — на них CO₂-модель не распространяется. Единственный значимый источник CO₂ в классе — люди; при наличии газовой плиты (кабинет труда) её вклад можно учесть, увеличив выделение. В модели суммируется CO₂ от всех учеников и учителей.

Нормативы: СанПиН 2.4.2.2821-10; СП 2.4.3648-20; СанПиН 1.2.3685-21; СП 118.13330.2022; СП 60.13330.2020; ГОСТ 30494-2011. Выделения CO₂ — по Persily & de Jonge (Indoor Air, 2017).